Der Einfluss von Schwankungen der Übertragungsreichweite auf die Leistungsfähigkeit von Ad-Hoc Netzwerken

Abstract

Die Leistungsfähigkeit eines drahtlosen, mobilen Ad-Hoc Netzwerkes wird im wesentlichen durch die Fähigkeit der Protokolle bestimmt, auf Änderungen der Netzwerktopologie effektiv zu reagieren. Die für diese Netzwerke charakteristische Eigenschaft der Dynamik in der Netztopologie basiert im wesentlichen auf der Mobilität der Knoten und auf Schwankungen der Funkreichweite. Während der Mobilitätsaspekt bereits umfassend untersucht wurde, werden die Eigenschaften des drahtlosen Mediums in Modellen meist idealisiert mittels konstantem Funkradius evaluiert. Solche Ergebnisse werden den tatsächlichen Begebenheiten, wie Erfahrungen in Feldtests belegen, nicht gerecht. In dieser Arbeit untersuchen wir den Einfluss von Mobilität, von zeitabhängigen Schwankungen der Übertragungsreichweite und der Kombination beider Faktoren auf die Netzwerk-Leistungsmerkmale Topologieänderungsrate (Topological Change Rate, TCR) und Linkstabilität. Die temporären Fluktuationen des Funkradius werden mittels eines Gauss-Markov Prozesses erster Ordnung modelliert, während die Auswirkungen der Mobilität basierend auf dem Random Waypoint Mobilitätsmodell untersucht werden. Die Ergebnisse unserer vergleichenden Simulationsstudie zeigen, dass Fluktuationen der Übertragungsreichweite zusätzlich zur Mobilität die Leistungsmetriken eines Ad-Hoc Netzwerkes erheblich beeinflussen. Daher empfehlen wir, Fluktuationen der Radiowellenausbreitung bei dem Entwurf von Ad-Hoc Protokollen und Ad-Hoc Modellierung nicht zu vernachlässigen.